CN117596578A - 一种ct滑环元数据高效传输方法 - Google Patents
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Abstract
一种CT滑环元数据高效传输方法,属于安检技术领域,为了解决现有的安检CT在使用时存在数据传输慢和数据传输可靠性差的问题;本发明通过在运动部件中设置有2个射线源和2个采集器,2个放大器对信号进行调理放大,将其转换成32位数字信号,从源头上对采集的大量数据进行,减少传输的数据量要求,减少干扰并极大的提高了数据传输效率,并利用运动部件设置的2个WIFI发射器和固定部件设置的4个WIFI接收器,每1个WIFI发射器对应2个WIFI接收器,采用高速WIFI通讯,5G频段,40MHz带宽进行数据的收发传输,实现了WIFI的大数据量和高速无线数据传输,保证了数据的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及安检技术领域,具体而言,为一种CT滑环元数据高效传输方法。
背景技术
目前普遍应用于机场、地铁、火车站等交通节点的安检设备,配备的就是X光安检机,其原理是利用了X射线的穿透性,将X光子照射到被检物体上,于是X光子穿透物体到达探测器,由于不同的物质对X光子的吸收率不同,所以可以根据探测器接收到的光子数量,判断出被穿透物质的原子序数,即哪种物质,进行X光图像显示出物体内部的危险品,如刀具等。
医用CT机在1972年应用于临床,后来人们发现CT技术可以应用到其它领域,1994年美国首次将CT技术应用于安检领域,真正实现了安检机的三维立体成像。经过多年多代的发展,目前安检CT已经发展到了多层双源螺旋CT安检机。如CN219737799U公开了一种采用无线数据传输的安检CT装置,包括滑环、探测器以及与所述探测器相连接的无线通信装置,其中所述无线通信装置包括无线路由器,在工作状态下,所述球管产生的X射线被所述探测器接收后,将光信号转换为电信号通过所述通讯网线传输至所述无线路由器,所述无线路由器以无线方式与固定路由器连接并传输数据,所述固定路由器通过无线形式将数据传输给主控室的控制台计算机。取代了传统滑环和有线数据传输方式,实现从探测器数据采集到主控台获取数据均用TCP以太网传输协议和重传机制,保证数据传输可靠,从而降低了CT设备的生产成本。然而,现有的安检CT在使用时还存在诸多不足之处。
因此,推出一种CT滑环元数据高效传输方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CT滑环元数据高效传输方法,旨在解决上述背景技术中,现有的安检CT在使用时存在数据传输慢和数据传输可靠性差的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种CT滑环元数据高效传输方法,包括以下实施步骤:
S1:数据采集:利用运动部件中的射线源和采集器,对被检测对象进行扫描和数据采集;
S2:数据处理:采集的数据在运动部件上进行处理,包括信号调理放大和数字化转换;
S3:数据传输:处理后的数据通过WIFI无线传输方式发送;
S4:数据接收:固定部件上的WIFI接收器接收数据,每个WIFI发射器对应两个WIFI接收器,用于数据纠错和兼容;
S5:数据校验:接收到的数据通过校验算法进行校验,判断数据的准确性;
S6:数据复原:当某个WIFI接收器发现数据校验有误时,不要求发射端重新发射传送,而是将另一个WIFI接收器的数据直接使用;如果另一个WIFI接收器数据校验仍然有误,则将这两个WIFI接收器数据进行复原计算,还原元数据。
进一步地,所述S1中,运动部件中的射线源和采集器均分别设置有两个,采集器用于采集射线源发出的透过被检测对象的光信号,并将其传输到运动部件中的放大器上进行处理。
进一步地,所述放大器对采集器采集的信号进行调理放大处理,并将其转换成后电信号后进行传输,最终进行数字信号输出。
进一步地,所述S2中,放大器完成对采集器采集的信号的放大和电信号转换后,将该信号传输给运动部件中的编码控制板,编码控制板对接收的电信号进行光电编码和转换处理,使其转换成32位数字信号进行输出。
进一步地,所述S1中,固定部件包括计算中心,计算中心用于对接收的数据进行计算和接收管理上传的采集器采集数据,固定部件依次与数据接收模块、控制命令模块和电源动力模块进行电连接,数据接收模块连接WIFI接收器接收其传输数据,而控制命令模块和电源动力分别用于对控制部件下达控制指令和对运动部件提供驱动电能。
进一步地,所述计算中心上设置有位置信息处理模块,其用于对数据接收模块传输的检测对象的位置信息进行计算转换处理,且计算中心还与显示模块、存储模块和网络模块进行连接。
进一步地,所述运动部件中设置有两个WIFI发射器,所述固定部件中设置有四个WIFI接收器,且WIFI发射器和WIFI接收器采用一发二收的模式进行配对使用。
进一步地,所述S6中,在WIFI接收器接收WIFI发射器发送的数据后,采用校验矩阵进行数据的准确性校验计算,其实施步骤如下:
(1)假设一个k位的数据向量m,要将其编码成一个n位的码字c;
(2)编码过程表示为c=m*G,其中G是一个k×n的生成矩阵,*表示矩阵乘法;
进一步地,所述生成矩阵G的选择对应于所采用的特定线性块码,不同的线性块码有不同的生成矩阵,生成矩阵G产生后,假设当接收到一个含有错误的码字r,要对其进行解码以恢复原始数据向量m。
进一步地,所述原始数据向量m的解码过程可以表示为m=r*H^T,其中H是一个(n-k)×n的校验矩阵,^T表示矩阵的转置;校验矩阵H的选择同样取决于所采用的线性块码,不同的线性块码有不同的校验矩阵。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明提出的一种CT滑环元数据高效传输方法,通过在运动部件中设置有2个射线源和2个采集器,2个放大器对信号进行调理放大,将其转换成32位数字信号,从源头上对采集的大量数据进行,减少传输的数据量要求,减少干扰并极大的提高了数据传输效率,并利用运动部件设置的2个WIFI发射器和固定部件设置的4个WIFI接收器,每1个WIFI发射器对应2个WIFI接收器进行数据的收发传输,实现了WIFI的大数据量和高速无线数据传输,保证了数据的准确性。
附图说明
图1为现有CT安检机技术原理示意图;
图2为现有多层双源螺旋CT安检机技术原理示意图;
图3为本发明的CT安检机的WIFI传输示意图;
图4为本发明的CT安检机的固定部件应用框图;
图5为本发明的CT安检机整体应用框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,为现有的CT安检机工作原理展示,CT安检探测技术是基于CT扫描(X-RayComputedTomography,X-CT或称计算机断层扫描),利用X射线束对被检物一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X射线,转变为可见光后,由光信号转变为电信号,再经A/D转为数字信号输入计算机进行处理成像。CT扫描技术是建立在不同材料的物质对射线衰减不一样的性质基础之上,同时以Radon变换和Radon反变换作为基本理论支撑,利用从不同方向对物体进行扫描透射得到的投影数据重建出物体的图像,任意方向得到的数据即为沿着该路径物体对射线衰减的积分,通过计算和变换得到该截面的衰减系数信息,从而重建出该截面的图像。
如图2所示,为现有多层双源螺旋CT安检机工作原理展示,常规CT设备仅使用单个能谱分布的X射线源对物体成像,重建结果为衰减系数图像,不仅由于射线束硬化效应在重建的图像上呈现出伪影,而且有时会导致两种不同物质在CT成像上完全相同,难以区分。双能CT在单能谱成像的基础上使用了两种不同能谱分布的X射线能谱对物体成像,获得两种不同能谱分布下扫描的原始数据,基于这些信息,使用相应的算法重建被扫描物体的电子密度、原子序数以及衰减系数等信息,可合成消除了硬化伪影的单能量图像,从而消除单光谱成像中图像信息模糊问题,达到提高图像的密度对比分辨率的目的。
上述CT安检机在进行使用时:
1、数据传输慢:数据在旋转部件上采集后,通过有线或者无线传送到固定部件,其传送率低,已不适应现在安检设备的大量数据的需求。
2、数据传输可靠性差:
(1)采用有线模式,是通过碳刷进行传输的,随着使用,其接触电阻将影响数据的准确性,并且碳刷需要定期维护。
(2)采用无线模式,一般是电容感应式,其数据会受到环境因素的影响从而不准确。
为了解决现有的安检CT在使用时存在数据传输慢和数据传输可靠性差的问题,请参阅图1-图5,提供以下优选技术方案:
一种CT滑环元数据高效传输方法,包括以下实施步骤:
步骤一:数据采集:利用运动部件中的射线源和采集器,对被检测对象进行扫描和数据采集;
步骤二:数据处理:采集的数据在运动部件上进行处理,包括信号调理放大和数字化转换;
步骤三:数据传输:处理后的数据通过WIFI无线传输方式发送,采用高速WIFI通讯,5G频段,40MHz带宽,802.11ac标准下数据传输率最大有1Gbps,天线增益5-9dBi;
步骤四:数据接收:固定部件上的WIFI接收器接收数据,每个WIFI发射器对应两个WIFI接收器,用于数据纠错和兼容;
步骤五:数据校验:接收到的数据通过校验算法进行校验,判断数据的准确性;
步骤六:数据复原:当某个WIFI接收器发现数据校验有误时,不要求发射端重新发射传送,而是将另一个WIFI接收器的数据直接使用;如果另一个WIFI接收器数据校验仍然有误,则将这两个WIFI接收器数据进行复原计算,还原元数据。
步骤一中,运动部件中的射线源和采集器均分别设置有两个,采集器用于采集射线源发出的透过被检测对象的光信号,并将其传输到运动部件中的放大器上进行处理。
放大器对采集器采集的信号进行调理放大处理,并将其转换成后电信号后进行传输,最终进行数字信号输出。
步骤二中,放大器完成对采集器采集的信号的放大和电信号转换后,将该信号传输给运动部件中的编码控制板,编码控制板对接收的电信号进行光电编码和转换处理,使其转换成32位数字信号进行输出。
步骤一中,固定部件包括计算中心,计算中心用于对接收的数据进行计算和接收管理上传的采集器采集数据,固定部件依次与数据接收模块、控制命令模块和电源动力模块进行电连接,数据接收模块连接WIFI接收器接收其传输数据,而控制命令模块和电源动力分别用于对控制部件下达控制指令和对运动部件提供驱动电能。
计算中心上设置有位置信息处理模块,其用于对数据接收模块传输的检测对象的位置信息进行计算转换处理,且计算中心还与显示模块、存储模块和网络模块进行连接。
运动部件中设置有两个WIFI发射器,所述固定部件中设置有四个WIFI接收器,且WIFI发射器和WIFI接收器采用一发二收的模式进行配对使用。
具体的,在处理大量数据方面,采用了在运动部件上完成数据处理的方法,以减少传输的数据量,这样可以在数据生成的源头就进行处理,避免了数据在传输过程中可能遇到的瓶颈。同时,使用两个射线源、两个采集器和两个放大器对信号进行调理放大,再转换成32位数字信号,这种设计能够大大提高数据处理的效率和准确性;在数据传输方面,采用了WIFI无线传输方式,使用5G频段和40MHz带宽,使得数据传输速度得到了保障,而且,802.11ac标准下的数据传输率最大可以达到1Gbps,这使得大量数据的快速传输成为可能,另外,每个WIFI发射器对应WIFI两个接收器,这种设计有利于数据的纠错和兼容,提高了系统的容错性和稳定性;在数据纠错方面,采用1发2收的模式,当某个WIFI接收器发现数据校验有误后,不用要求发射端重新传送,而是将另一个接收器的数据直接使用,如果另一个接收器数据校验仍然有误,则将这两个接收器数据进行复原计算,还原元数据,实现无差错高效传输,这个方案不仅提高了数据传输的效率,而且保证了数据的准确性。
更加进一步的,为了保证WIFI发射器接收数据的准确性,本实施例提供如下方案,
步骤六中,在WIFI接收器接收WIFI发射器发送的数据后,采用校验矩阵进行数据的准确性校验计算,其实施步骤如下:
(1)假设我们有一个k位的数据向量m,要将其编码成一个n位的码字c;
(2)编码过程可以表示为c=m*G,其中G是一个k×n的生成矩阵,*表示矩阵乘法;
生成矩阵G的选择对应于所采用的特定线性块码,不同的线性块码有不同的生成矩阵,生成矩阵G产生后,假设当接收到一个含有错误的码字r,要对其进行解码以恢复原始数据向量m。
原始数据向量m的解码过程可以表示为m=r*H^T,其中H是一个(n-k)×n的校验矩阵,^T表示矩阵的转置;校验矩阵H的选择同样取决于所采用的线性块码,不同的线性块码有不同的校验矩阵。
通过生成矩阵G的矩阵运算实现数据编码和解码的方法,在编码过程中,通过将数据向量与生成矩阵相乘,得到对应的码字;而在解码过程中,通过接收到的含有错误的码字与校验矩阵的转置相乘,可以恢复出原始的数据向量;生成矩阵和校验矩阵的选择取决于所采用的线性块码方案,这种公式化的编码和解码方法可以提高数据传输的可靠性和纠错能力。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于,包括以下实施步骤:
S1:数据采集:利用运动部件中的射线源和采集器,对被检测对象进行扫描和数据采集;
S2:数据处理:采集的数据在运动部件上进行处理,包括信号调理放大和数字化转换;
S3:数据传输:处理后的数据通过WIFI无线传输方式发送;
S4:数据接收:固定部件上的WIFI接收器接收数据,每个WIFI发射器对应两个WIFI接收器,用于数据纠错和兼容;
S5:数据校验:接收到的数据通过校验算法进行校验,判断数据的准确性;
S6:数据复原:当某个WIFI接收器发现数据校验有误时,不要求发射端重新发射传送,而是将另一个WIFI接收器的数据直接使用;如果另一个WIFI接收器数据校验仍然有误,则将这两个WIFI接收器数据进行复原计算,还原元数据。
2.如权利要求1所述的一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于:所述S1中,运动部件中的射线源和采集器均分别设置有两个,采集器用于采集射线源发出的透过被检测对象的光信号,并将其传输到运动部件中的放大器上进行处理。
3.如权利要求2所述的一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于:所述放大器对采集器采集的信号进行调理放大处理,并将其转换成后电信号后进行传输,最终进行数字信号输出。
4.如权利要求3所述的一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于:所述S2中,放大器完成对采集器采集的信号的放大和电信号转换后,将该信号传输给运动部件中的编码控制板,编码控制板对接收的电信号进行光电编码和转换处理,使其转换成32位数字信号进行输出。
5.如权利要求1所述的一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于:所述S1中,固定部件包括计算中心,计算中心用于对接收的数据进行计算和接收管理上传的采集器采集数据,固定部件依次与数据接收模块、控制命令模块和电源动力模块进行电连接,数据接收模块连接WIFI接收器接收其传输数据,而控制命令模块和电源动力分别用于对控制部件下达控制指令和对运动部件提供驱动电能。
6.如权利要求5所述的一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于:所述计算中心上设置有位置信息处理模块,其用于对数据接收模块传输的检测对象的位置信息进行计算转换处理,且计算中心还与显示模块、存储模块和网络模块进行连接。
7.如权利要求6所述的一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于:所述运动部件中设置有两个WIFI发射器,所述固定部件中设置有四个WIFI接收器,且WIFI发射器和WIFI接收器采用一发二收的模式进行配对使用。
8.如权利要求1所述的一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于:所述S6中,在WIFI接收器接收WIFI发射器发送的数据后,采用校验矩阵进行数据的准确性校验计算,其实施步骤如下:
(1)假设一个k位的数据向量m,要将其编码成一个n位的码字c;
(2)编码过程可以表示为c=m*G,其中G是一个k×n的生成矩阵,*表示矩阵乘法。
9.如权利要求8所述的一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于:所述生成矩阵G的选择对应于所采用的特定线性块码,不同的线性块码有不同的生成矩阵,生成矩阵G产生后,假设当接收到一个含有错误的码字r,要对其进行解码以恢复原始数据向量m。
10.如权利要求9所述的一种CT滑环元数据高效传输方法,其特征在于:所述原始数据向量m的解码过程表示为m=r*H^T,其中H是一个(n-k)×n的校验矩阵,^T表示矩阵的转置;校验矩阵H的选择同样取决于所采用的线性块码,不同的线性块码有不同的校验矩阵。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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